К омпьютерный инженерный анализ. Системы автоматизации инженерных расчетов.

Метод конечных элементов (МКЭ) положен в основу анализа виртуальной 3D-модели изделия в компьютерных системах CAE. Сущность МКЭ - идеализация исх. конструкции. На основе МКЭ и САЕ-систем возможно: определение объема, массы, центра тяжести и инерционных моментов, анализ теплоотдачи и др. Инженерный анализ в процессе проектирования позволяет найти параметры, наиболее полно удовлетворяющие требованиям к будущему изделию, оценивать их в соответствии с условиями эксплуатации и обеспечить соответствующий экономический эффект. Компьютерная реализация МКЭ позволяет конструктору сосредоточиться на процессе проектирования и оптимизации модели изделия, избавившись от проведения расчетов и визуализации их результатов.

Решение о применении МКЭ должно быть обосновано в зависимости от сложности, ответственности изделий. Целесообразность проведения инженерного анализа в процессе конструирования должна учитывать вид изделия и конкретные условия выпуска продукции. В деревообработке применение САЕ-систем затруднено специфичностью и разнообразием материалов, неполнотой экспериментальных и теоретических характеристик древесины, отсутствие или недостаточностью проработки имитационных моделей.

В качестве примера распространенной САЕ-системы можно назвать комплекс ANSYS. A CAD-системы: AutoCAD, T-FLEX CAD.

С труктурная организация и этапы анализа конструкции в системах конечно-элементного моделирования.

Сущность метода конечных элементов – идеализация исходной конструкции. Состоит из 3 основных этапов:

1.Представление исходной конструкции в виде совокупности исходных элементов, взаимод. между собой в конечном числе точек.

2.Задание внешних силовых факторов и граничных условий.

3.Задание закона взаимодействия между конечными элементами в узловых точках для определения напряженно-деформированного состояния тела.

При использования метода конечных элементов задача сводится к расчету системы с конечным числом степеней свободы.

При разбиении исх.конструкции на КЭ исп.ряд простейших эл-нтов:

1)эл-нт стержня, работ. на одноосное раст.-сжатие (две степени свободы).

2)эл-нт стержня, раб. на раст.-сжатие в осевом направл., скручивание и изгиб в 2-ух взаимно перпендикулярных направл.(12 степеней свободы).

3)плоский треуг. эл-нт пластины при рассмотр. плоской задачи теории упругости(6 степ.свободы).

4)плоский прямоуг. эл-нт пластины (8 ст.свободы).

5)тетраэдр–эл-нт объемного тела при рассм. объемной задачи теории упругости(24ст.св.).

6)плоский прямоуг. эл-нт, работ. на изгиб(12 ст.св.).

7)плоский четырехугол. эл-нт, работ. на раст.-сжатие и изгиб во всех областях(24 ст.св.).

И нтеграция систем автоматизации конструкторской, технологической подготовки производства и изготовления столярных изделий

Система конструкторского проектирования наз. система CAD. Проектирование технологических процессов составляет часть технологической подготовки производства и выполняется в системе CAM. Функции координации работы системы CAE/CAD/CAM, управления данными и проектирования возложены на систему управления проектными данными PDM.

На стадии проектировании требуется услуги системы управления цепочками поставок (SCM), иногда наз. системы CSM. Информационная поддержка производства продукции осуществляется в АСУ (АСУП) – предприятием или технологическими процессами (АСУТП). К АСУТП относятся сист. проектирования и управления предприятием ERP, планирования производства и требований к материалам MRP-2, произв. исполнительные системы MES.

Маркетинговые задачи возлагаются на систему S8SM, которые используются для решения проблем обслужив. изделий. Для выполнения диспетчерских функций и разработки ПО для встроенного оборудования в состав АСУТП вводят систему SCADA. Программное управление технологическим оборудованием осуществляется CNC на базе контроллеров.

Интегрированный производственный комплекс (ИПК) представляет собой совокупность автоматизированных систем, взаимодействующих под единым управлением на базе информационно-вы­числительной сети. В состав ИПК входят:

АСНИ-система автоматизации научных иссле­дований и анализа объектов проектирования

АСТПП - автоматизированная система ТПП и обработки данных

САПР - автоматизированное проектирование и конструирование

АСУП автоматизированная система уп­равления производством и технологическим процес­сом

АСКИ - автоматизированная система контро­ля, испытаний и управления качеством

ACMTO - автоматизированная система матери­ально-технического обеспечения, обработки заказов и планирования производства

САУ -система административного управления